Edição: UNIFACS 2012.2 · Medicina.Física: questões 23, 24, 30.Fonte: caderno local e gabarito Consultec anexado ao PDF. O documento não informa caráter preliminar ou definitivo. As ressalvas de redação, unidades e modelagem estão nas respectivas resoluções.
Q23
Transições no átomo de hidrogênio
A figura representa níveis de energia de um elétron em um átomo de hidrogênio, um dos componentes de compostos orgânicos. Considerando-se a constante de Planck, h, igual a 4,14 × 10−15 eV·s e com base nos postulados de Bohr, é correto afirmar:
01)A atração magnética provê a um elétron aceleração centrípeta necessária para girar ao redor do núcleo do átomo de hidrogênio, descrevendo movimento circular variável.
02)A energia cinética do elétron que se encontra no estado estacionário fundamental é igual a 2F.rB, sendo F a força de atração eletrostática e rB, o raio de Bohr.
03)A frequência de onda do fóton emitido no retorno do nível 2 para o nível 1 é aproximadamente igual a 2,5 × 1015 Hz.
04)A energia absorvida por um elétron, para ionizar o átomo de hidrogênio, é igual a 20,4eV.
05)A energia liberada por átomos de hidrogênio, ao transferir elétrons para o oxigênio na síntese da água, é igual a 13,6eV.
Gabarito Consultec incluído no PDF de origem.
03
Resolução
A energia emitida corresponde à diferença entre os níveis indicados.
\[\Delta E=E_2-E_1\]
\[\Delta E=-3{,}4-(-13{,}6)\]
\[\Delta E=10{,}2\,eV\]
Pela relação de Planck:
\[f=\frac{\Delta E}{h}\]
\[f=\frac{10{,}2}{4{,}14\times10^{-15}}\]
\[f\approx2{,}46\times10^{15}\,Hz\]
A atração do núcleo é eletrostática. No modelo de Bohr, a energia cinética é Fr/2; a ionização do estado fundamental requer 13,6 eV. A formação química da água não equivale à ionização de um átomo isolado.
Alternativa correta: 03.
Q24
Campos de uma onda eletromagnética
As praias nordestinas são espaços de lazer muito frequentados pela população da região e por visitantes do país e do exterior atraídos pela propaganda turística. No céu da região, o Sol brilha forte e com poucas interrupções, reforçando, em especial nas capitais estaduais, o costume de tomar banhos de mar ou apenas ir à praia para se bronzear e encontrar amigos. O banho de Sol tem efeitos benéficos, pois ajudam a evitar o raquitismo, dentre outras doenças. Entretanto, a exposição excessiva aos raios solares é capaz de provocar o câncer de pele. Uma das maneiras de minimizar esse problema é o uso de bloqueadores solares contendo óxidos metálicos, a exemplo do dióxido de titânio, TiO2, e do óxido de zinco, ZnO. (SILVA, et al, 2012, p. 42-45). Com base nas informações do texto e nos conhecimentos de Física, é correto afirmar:
01)A radiação solar que atinge as superfícies das regiões próximas à linha do Equador tem intensidade elevada porque a intensidade média dessa onda é diretamente proporcional à distância entre o ponto de incidência e o centro do Sol.
02)A intensidade máxima do campo elétrico da radiação ultravioleta, que se propaga no vácuo, é aproximadamente igual a 3,0 × 108 vezes a intensidade máxima do campo magnético, quando as grandezas físicas estão expressas no SI.
03)O módulo do empuxo que atua sobre um banhista que boia em equilíbrio nas águas do mar, de densidade maior do que à da água doce, é maior do que o módulo do peso desse banhista.
04)A radiação ultravioleta do tipo A, que produz bronzeamento da pele, ao se refratar em um prisma de vidro transparente espalha as cores em um espectro que lembra o arco-íris.
05)A radiação ultravioleta do tipo B, de comprimento de onda na faixa de 330nm a 270nm, emite energia de mesma intensidade.
Gabarito Consultec incluído no PDF de origem.
02
Resolução
No vácuo, as amplitudes dos campos satisfazem:
\[E_0=cB_0\]
\[\frac{E_0}{B_0}=3{,}0\times10^8\,m/s\]
Para uma fonte ideal isotrópica, a intensidade cai com o quadrado da distância. O banhista em equilíbrio tem empuxo igual ao peso. A refração não muda a frequência da radiação e, portanto, não converte UV em cores visíveis. Fótons de comprimentos de onda diferentes possuem energias diferentes.
\[E_{\mathrm{foton}}=\frac{hc}{\lambda}\]
Alternativa correta: 02.
Q30
Máquinas térmicas e limite de Carnot
Divergência conceitual entre o item e o gabarito oficial. Questão disponível para estudo, sem pontuação automática.
A termodinâmica foi a base da Revolução Industrial, com o aperfeiçoamento da máquina a vapor, alimentada pelo carvão, na determinação de substituir os esforços de humanos e de animais pelo poder mecânico das máquinas. Com base nos conhecimentos sobre as leis da termodinâmica, é correto afirmar:
01)As locomotivas são máquinas térmicas que operam com rendimento igual a 1.
02)A máquina térmica descreve o ciclo completo de transformações de Carnot.
03)O funcionamento das máquinas a vapor depende exclusivamente de temperatura termodinâmica da água de uma fonte quente.
04)O ciclo completo de transformações, em um diagrama pV de uma máquina térmica, são sucessivas transformações isobárica com trabalho > 0, adiabática, isobárica com trabalho < 0 e isovolumétrica.
05)O rendimento, n, de uma máquina a vapor é determinado pela expressão n = 1 − Tfria/Tquente, sendo T a temperatura em escala absoluta
Gabarito Consultec incluído no PDF de origem.
Com ressalva editorial
Consulte o registro oficial e a análise na resolução.
Resolução
Uma máquina cíclica converte parte do calor recebido em trabalho e rejeita o restante.
\[W=Q_q-Q_f\]
\[\eta=\frac{W}{Q_q}\]
\[\eta=1-\frac{Q_f}{Q_q}\]
Para duas fontes e processos reversíveis, o limite de Carnot é:
\[\eta_{\mathrm{Carnot}}=1-\frac{T_f}{T_q}\]
Uma máquina real opera abaixo desse limite. Carnot contém duas isotermas e duas adiabáticas, não a sequência de processos descrita na opção escolhida pela banca. A segunda lei impede rendimento unitário entre fontes a temperaturas positivas, e o funcionamento depende também da fonte fria e do ciclo. O item não oferece uma afirmação universalmente correta na redação apresentada. O registro oficial é preservado para consulta, sem pontuação automática.
